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余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 森 隆人*; Golovin, D.*; 早川 岳人*; 岩田 夏弥*; et al.
Physical Review X, 13(1), p.011011_1 - 011011_12, 2023/01
被引用回数：3 パーセンタイル：88.42(Physics, Multidisciplinary)Neutrons are powerful tools for investigating the structure and properties of materials used in science and technology. Recently, laser-driven neutron sources (LDNS) have attracted the attention of different communities, from science to industry, in a variety of applications, including radiography, spectroscopy, security, and medicine. However, the laser-driven ion acceleration mechanism for neutron generation and for establishing the scaling law on the neutron yield is essential to improve the feasibility of LDNS. In this paper, we report the mechanism that accelerates ions with spectra suitable for neutron generation. We show that the neutron yield increases with the fourth power of the laser intensity, resulting in the neutron generation of 
in 
at a maximum, with 
Wcm
, 900 J, 1.5 ps lasers. By installing a "hand-size" moderator, which is specially designed for the LDNS, it is demonstrated that the efficient generation of epithermal (0.1-100 eV) neutrons enables the single-shot analysis of composite materials by neutron resonance transmission analysis (NRTA). We achieve the energy resolution of 2.3% for 5.19-eV neutrons 1.8 m downstream of the LDNS. This leads to the analysis of elements and isotopes within sub-
s times and allows for high-speed nondestructive inspection.
Naeem, M.*; He, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lin, W.*; Kai, J.-J.*; Wu, Z.*; Lan, S.*; Wang, X.-L.*
Acta Materialia, 221, p.117371_1 - 117371_18, 2021/12
被引用回数：31 パーセンタイル：94.34(Materials Science, Multidisciplinary)We studied the deformation behavior of CrFeCoNi high-entropy alloy by in situ neutron diffraction at room temperature, intermediate low temperature of 140 K, low temperatures of 40 K (no serrated deformation) and 25 K (with massive serrations). The contributions from different deformation mechanisms to the yield strength and strain hardening have been estimated. The athermal contributions to the yield strength were 
183 MPa at all temperatures, while the Peierls stress increased significantly at low temperatures (from 148 MPa at room temperature to 493 MPa at 25 K). Dislocations contributed to 94% strain hardening at room temperature. Although the dislocation strengthening remained the major hardening mechanism at very low temperatures, the planar faults contribution increased steadily from 6% at room temperature to 28% at 25 K.
Naeem, M.*; Zhou, H.*; He, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lan, S.*; Wu, Z.*; Zhu, Y.*; Wang, X.-L.*
Applied Physics Letters, 119(13), p.131901_1 - 131901_7, 2021/09
被引用回数：9 パーセンタイル：62.1(Physics, Applied)We investigated the in situ deformation behavior of the CrCoNi medium-entropy alloy at a cryogenic temperature of 140 K and compared it with deformation at room temperature. The sample exhibited higher strength and larger ductility at the cryogenic temperature. The CrCoNi alloy remained single-phase face-centered cubic at room temperature, while deformation at 140 K resulted in a martensitic transformation to the hexagonal close-packed structure. The phase transformation, an additional deformation mechanism to stacking faults, twinning, and dis- location slip, resulted in a higher work hardening at cryogenic temperature. The study addresses the structure metastability in the CrCoNi alloy, which led to the formation of epsilon-martensite from the intrinsic stacking faults.
He, H.*; Naeem, M.*; Zhang, F.*; Zhao, Y.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Wang, B.*; Wu, X.*; Lan, S.*; Wu, Z.*; et al.
Nano Letters, 21(3), p.1419 - 1426, 2021/02
被引用回数：41 パーセンタイル：95.34(Chemistry, Multidisciplinary)In CrCoNi, a so-called medium-entropy alloy, an fcc-to-hcp phase transformation has long been anticipated. Here, we report an in situ loading study with neutron diffraction, which revealed a bulk fcc-to-hcp phase transformation in CrCoNi at 15 K under tensile loading. By correlating deformation characteristics of the fcc phase with the development of the hcp phase, it is shown that the nucleation of the hcp phase was triggered by intrinsic stacking faults. The confirmation of a bulk phase transformation adds to the myriads of deformation mechanisms available in CrCoNi, which together underpin the unusually large ductility at low temperatures.
Naeem, M.*; He, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Zhang, F.*; Wang, B.*; Lan, S.*; Wu, Z.*; Wu, Y.*; Lu, Z.*; et al.
Scripta Materialia, 188, p.21 - 25, 2020/11
被引用回数：56 パーセンタイル：97.51(Nanoscience & Nanotechnology)The deformation behavior of CrMnFeCoNi high entropy alloy was investigated by in situ neutron diffraction at an ultralow temperature of 15 K. Analysis of the diffraction peak widths showed an extremely high dislocation density at 15 K, reaching 10
m. In addition, the dislocation density was found to closely follow the development of texture caused by deformation. In contrast to deformation by dislocation slip at room temperature, the ultralow-temperature deformation also involved stacking faults, twinning and serrations. The deformation pathway at ultralow temperature is outlined which is responsible for the extraordinary strength-ductility combination.
Naeem, M.*; He, H.*; Zhang, F.*; Huang, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Wang, B.*; Lan, S.*; Wu, Z.*; Wang, F.*; et al.
Science Advances (Internet), 6(13), p.eaax4002_1 - eaax4002_8, 2020/03
被引用回数：145 パーセンタイル：99.09(Multidisciplinary Sciences)High-entropy alloys exhibit exceptional mechanical properties at cryogenic temperatures, due to the activation of twinning in addition to dislocation slip. The coexistence of multiple deformation pathways raises an important question regarding how individual deformation mechanisms compete or synergize during plastic deformation. Using in situ neutron diffraction, we demonstrate the interaction of a rich variety of deformation mechanisms in high-entropy alloys at 15 K, which began with dislocation slip, followed by stacking faults and twinning, before transitioning to inhomogeneous deformation by serrations. Quantitative analysis showed that the cooperation of these different deformation mechanisms led to extreme work hardening. The low stacking fault energy plus the stable face-centered cubic structure at ultralow temperatures, enabled by the high-entropy alloying, played a pivotal role bridging dislocation slip and serration.
Wang, B.*; He, H.*; Naeem, M.*; Lan, S.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Nie, Y.*; Wang, X.-L.*; 他7名*
Scripta Materialia, 155, p.54 - 57, 2018/10
被引用回数：57 パーセンタイル：95(Nanoscience & Nanotechnology)The deformation behavior of an equi-atomic face-centered-cubic CoCrFeNi high entropy alloy was investigated by in-situ neutron diffraction under tensile loading up to 40% applied strain. A three-stage deformation behavior was fully captured by lattice strain and texture evolution. In spite of the chemical complexity, the deformation in CoCrFeNi is dominated by dislocation activities. Analysis of diffraction and microscopy data shows that the deformation progresses from dislocation slip to severe entanglement, where a sharp increase in dislocation density was observed. The neutron diffraction data, corroborated by transmission electron microscopy analysis, provided microscopic insights of the previously reported three-stage hardening behavior.
Handley-Sidhu, S.*; Mullan, T. K.*; Grail, Q.*; Albadarneh, M.*; 大貫 敏彦; Macaskie, L. E.*
Scientific Reports (Internet), 6, p.23361_1 - 23361_8, 2016/03
被引用回数：59 パーセンタイル：87.49(Multidisciplinary Sciences)微生物起源アパタイトは、Sr
およびCoの吸着において、非生物的に合成したアパタイトよりも優れた性能を示した。微生物起源アパタイトの有する非晶質のCaリン酸塩の表面が、その原因である。したがって、生物起源アパタイトは、汚染地下水の浄化材料として優れている。
V
zquez-Campos, X.*; Kinsela, A. S.*; Collins, R. N.*; Neilan, B. A.*; 青柳 登; Waite, T. D.*
Environmental Science & Technology, 49(14), p.8487 - 8496, 2015/07
被引用回数：31 パーセンタイル：67.81(Engineering, Environmental)本論文は、ウラン鉱山の処理水試料から単離された、好酸性/耐酸性菌の菌株によるウランの吸着や結合挙動を研究したものである。菌株の生存率は、溶液からウランを除去する容量に決定的に依存することがわかった。実際に、2時間の反応で、生きた菌は乾燥重量で16mg U/gのウランを除去し、死滅した菌は45mg U/gを除去した。さらに10分間の酸による洗浄でウランの2050%は溶出・除去された。X線吸収分光の結果はウランの結合は細胞の生存率に大きく依存しており、生きた細胞では、炭素やリン原子との距離は同様であったが、秩序だったウランの結合環境が見られた。レーザー分光と組み合わせることで、菌細胞死によって放出されたと考えられる有機酸およびリン酸塩, 多糖類は、この系において最初のウランの結合を決定づけることがわかった。この結果は、フロントエンドにおける湿式精錬法においてウランの金属イオン封鎖作用を理解する重要な進展である。
Schwehr, K. A.*; 乙坂 重嘉; Merchel, S.*; Kaplan, D. I.*; Zhang, S.*; Xu, C.*; Li, H.-P.*; Ho, Y.-F.*; Yeager, C. M.*; Santschi, P. H.*; et al.
Science of the Total Environment, 497-498, p.671 - 678, 2014/11
被引用回数：14 パーセンタイル：38.98(Environmental Sciences)pHを制御する溶媒抽出法と加速器質量分析(AMS)を組合せることにより、環境水中の
I/
I同位体比をヨウ素化学種(ヨウ化物イオン,ヨウ素酸イオン,有機体ヨウ素)別に定量する簡便な試料前処理法を開発した。本法は、試料水のイオン強度による影響を受けにくいことから、幅広い特性の環境水試料に適用できることが期待される。本法を米国サバナリバーサイトの地下水分析に適用して測定したI濃度を、既報の分析法(溶媒抽出-ガスクロマトグラフ質量分析法)と比較し、分析法の確かさを評価した。さらに同地域において、地下水中のI及びI濃度とそれらの化学種の空間分布を、地下水中のpH,酸化還元電位,有機物濃度等の地球化学的指標と合わせて解析した。結果として、同地域の地下水中のI/I比やI化学種は、強いpH依存性を示しながら変化することがわかった。
O-dependent iodide oxidationLi, H.-P.*; Yeager, C. M.*; Brinkmeyer, R.*; Zhang, S.*; Ho, Y.-F.*; Xu, C.*; Jones, W. L.*; Schwehr, K. A.*; 乙坂 重嘉; Roberts, K. A.*; et al.
Environmental Science & Technology, 46(9), p.4837 - 4844, 2012/03
被引用回数：52 パーセンタイル：77.77(Engineering, Environmental)微生物活動が土壌-地下水間のI輸送に与える役割を理解するため、米国サバナリバーサイト(SRS)核施設のF地域から単離した天然由来のバクテリアについて、ヨウ素酸化機構について議論した。多くの種類のバクテリアについて、有機ヨウ素の主な前駆物質である三ヨウ化物イオンの液体培地中での生成率を観察したところ、その濃度は過酸化水素(HO)の存在により2倍から10倍に高められることが確認された。さらに、液体培地中のペルオキシダーゼ活性及び有機酸濃度の時間変化から、(1)微生物によって排泄される有機酸とHOとの反応により、酸化剤過酸化カルボキシル酸が生成することと、(2)有機酸の排泄に伴い培地中のpHが低下すること、の2つの機構がヨウ素の酸化を促進させうることが示唆された。
Jolliet, S.; McMillan, B. F.*; Villard, L.*; Vernay, T.*; Angelino, P.*; Tran, T. M.*; Brunner, S.*; Bottino, A.*; 井戸村 泰宏
Journal of Computational Physics, 231(3), p.745 - 758, 2012/02
被引用回数：13 パーセンタイル：60.98(Computer Science, Interdisciplinary Applications)In this work, a Fourier solver is implemented in the global Eulerian gyrokinetic code GT5D and in the global Particle-In-Cell code ORB5 in order to reduce the memory of the matrix associated with the field equation. This scheme is verified with linear and nonlinear simulations of turbulence. It is demonstrated that the straight-field-line angle is the coordinate that optimizes the Fourier solver, that both linear and nonlinear turbulent states are unaffected by the parallel filtering, and that the 
spectrum is independent of plasma size at fixed normalized poloidal wave number.
I) by soil organic matter and possible consequences of the remedial action at Savannah River SiteXu, C.*; Miller, E. J.*; Zhang, S.*; Li, H.-P.*; Ho, Y.-F.*; Schwehr, K. A.*; Kaplan, D. I.*; 乙坂 重嘉; Roberts, K. A.*; Brinkmeyer, R.*; et al.
Environmental Science & Technology, 45(23), p.9975 - 9983, 2011/12
被引用回数：68 パーセンタイル：83.22(Engineering, Environmental)米国サバナリバーサイト(SRS)におけるFエリア廃液貯水池近傍の土壌への放射性ヨウ素-129(I)の蓄積過程と化学種の変化機構を明らかにするため、溶存無機ヨウ素を含む水と土壌との接触を模した室内実験を行った。添加した溶存無機態ヨウ素の7277%が不可逆的に土壌中に取り込まれ、残りはコロイド状及び溶存有機態のヨウ素として再輸送しうることがわかった。異なる酸化・還元環境及びpH条件での実験結果を比較すると、土壌へのヨウ素の取り込み率は特に強酸性条件(pH=34)下で高く、酵素(ラクトペルオキシダーゼ)添加時はより高いpH条件(pH
5)で取り込み率が増加した。以上のことから、当該地域では、(1)土壌中でのヨウ素の有機化は放射性ヨウ素の吸収・再輸送の両方に作用すること,(2)低pH領域では無機化学的な酸化還元反応が、高pH領域では微生物による有機化が放射性ヨウ素の蓄積を制御していること、が示唆された。
I) at the Savannah River Site?Xu, C.*; Zhang, S.*; Ho, Y.-F.*; Miller, E. J.*; Roberts, K. A.*; Li, H.-P.*; Schwehr, K. A.*; 乙坂 重嘉; Kaplan, D. I.*; Brinkmeyer, R.*; et al.
Geochimica et Cosmochimica Acta, 75(19), p.5716 - 5735, 2011/10
被引用回数：62 パーセンタイル：83.32(Geochemistry & Geophysics)米国サバンナリバーサイト(SRS)のFエリア廃液貯水池近傍において、土壌中の安定ヨウ素(I)及び放射性ヨウ素-129 (I)濃度と有機物の特性との関係について解析し、同地域における土壌有機物がヨウ素の移動性に与える影響について議論した。人工淡水,アルカリ,グリセロール、及びクエン酸-アルカリ溶液を用いて土壌有機物を段階的に抽出し、各抽出画分に含まれる(I)及び(I)濃度,腐植度,官能基組成,分子量,疎水性を測定した。ヨウ素は土壌中の低分子量(10kDa以下)の芳香族化合物に選択的に取り込まれることがわかった。さらに、(I)の大部分は低分子量(13.5-15kDa)の両親媒性の有機物として流出しうることがわかった。これらの結果から、土壌有機物はSRSの(I)の吸収源と放出源の両方の役割を果たしていることが示唆され、その作用は地下水中のpH等の環境要因によって変化すると推測された。
I and I species in an acidic groundwater plume at the Savannah River Site乙坂 重嘉; Schwehr, K. A.*; Kaplan, D. I.*; Roberts, K. A.*; Zhang, S.*; Xu, C.*; Li, H.-P.*; Ho, Y.-F.*; Brinkmeyer, R.*; Yeager, C. M.*; et al.
Science of the Total Environment, 409(19), p.3857 - 3865, 2011/09
被引用回数：64 パーセンタイル：82.13(Environmental Sciences)米国サバナリバーサイトのFエリア廃液貯水池近傍における地下水中の安定ヨウ素(I)及び放射性ヨウ素-129(I)について、化学種別の分布を調査した。地下水中のI濃度は、貯水池直近の観測点では8.6Bq/Lで、貯水池からの距離とともに減少した。Iと同様に貯水池から地下水に流入すると考えられるトリチウム濃度は、貯水池近傍で高かったものの、下流域ではIとは異なる地理的分布を示した。貯水池から流入するとは考えられないIも、貯水池直近の観測点で有意に高い濃度が検出された。地下水中のI濃度はIのそれとよく似た地理的分布を示し、いずれも貯水池上流の「非汚染地域」では有意な濃度は検出されなかった。貯水池付近で見られた高いIとI濃度は、この地域の土壌中に蓄積されたIが、最近16年間での地下水のpH上昇に伴って流出されたものであると推測された。
Labit, B.*; Pochelon, A.*; Rancic, M.*; Piras, F.*; Bencze, A.*; Bottino, A.*; Brunner, S.*; Camenen, Y.*; Chattopadhyay, P. K.*; Coda, S.*; et al.
Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03
We present recent results on turbulence measurements in TCV L-mode plasmas. The transport reduction at negative triangularity (compared to positive triangularity) is reflected in the reduction of the temperature fluctuation level, in the low frequency part of the spectrum (30-150 kHz), measured by correlation ECE in the outer equatorial plane. The TEM induced transport computed from nonlinear gyrokinetic simulations is shown to decrease with decreasing triangularity and increasing collisionality. First results of an experimental scenario to reach the H-mode regime at negative triangularity in TCV are presented. Then, we report on an innovative divertor magnetic configuration: the snowflake (SF) divertor as opposed to the classical single-null (SN) divertor. For ELMy SF plasmas, the strike-point properties (density, temperature, fluctuation level,...) are studied with Langmuir probes (LPs) and compared with those of a SN configuration obtained within the same discharge.
Villard, L.*; Bottino, A.*; Brunner, S.*; Casati, A.*; Chowdhury, J.*; Dannert, T.*; Ganesh, R.*; Garbet, X.*; G
rler, T.*; Grandgirard, V.*; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 52(12), p.124038_1 - 124038_18, 2010/11
被引用回数：18 パーセンタイル：56.51(Physics, Fluids & Plasmas)This paper presents some of the main recent advances in gyrokinetic theory and computing of turbulence. A past controversy regarding the finite size (finite 
) effect in ITG turbulence has now been resolved. Now, both Eulerian and Lagrangian global codes are shown to agree and to converge to the flux-tube result in the 
0 limit. It is found, however, that an appropriate treatment of geometrical terms is necessary. Turbulent processes are characterized by a chaotic behavior, often accompanied by bursts and avalanches. Performing ensemble averages of statistically independent simulations, starting from different initial conditions, is presented as a way to assess the intrinsic variability of turbulent fluxes and obtain reliable estimates of the standard deviation.
McMillan, B. F.*; Lapillonne, X.*; Brunner, S.*; Villard, L.*; Jolliet, S.; Bottino, A.*; Grler, T.*; Jenko, F.*
Physical Review Letters, 105(15), p.155001_1 - 155001_4, 2010/10
被引用回数：100 パーセンタイル：93.39(Physics, Multidisciplinary)The scaling of turbulence-driven heat transport with system size in magnetically confined plasmas is re-examined using first-principles based numerical simulations. Two very different numerical methods are applied to this problem, in order to resolve a long-standing quantitative disagreement, which may have arisen due to inconsistencies in the geometrical approximation. System size effects are further explored by modifying the width of the strong gradient region at fixed system size. The finite width of the strong gradient region in gyroradius units, rather than the finite overall system size, is found to induce the diffusivity reduction seen in global gyrokinetic simulations.
Bottino, A.*; Scott, B. D.*; Brunner, S.*; McMillan, B. F.*; Tran, T. M.*; Vernay, T.*; Villard, L.*; Jolliet, S.; Hatzky, R.*; Peeters, A. G.*
IEEE Transactions on Plasma Science, 38(9), p.2129 - 2135, 2010/09
被引用回数：26 パーセンタイル：69.51(Physics, Fluids & Plasmas)The particle-in-cell code ORB5 is a global gyrokinetic turbulence simulation code in tokamak geometry. It solves the gyrokinetic equation in the whole plasma core, including the magnetic axis. A field-aligned filtering procedure and sophisticated noise/control and heating operators allow for accurate simulations. Recently, the code ORB5 has been extended to include self-consistent perpendicular magnetic field perturbations. The inclusion of magnetic perturbations allows for a comprehensive study of finite 
effects on microinstability. In this paper, we present the first linear and nonlinear code results concerning electromagnetic effects on tokamak microinstabilities.
G
mez-Ros, J.-M.*; de Carlan, L.*; Franck, D.*; Gualdrini, G.*; Lis, M.*; Lpez, M. A.*; Moraleda, M.*; Zankl, M.*; Badal, A.*; Capello, K.*; et al.
Radiation Measurements, 43(2-6), p.510 - 515, 2008/02
被引用回数：25 パーセンタイル：82.53(Nuclear Science & Technology)本報告は、欧州線量評価委員会が膝などの骨格に長期残留するアメリシウム計測法の向上を目的として実施したCONRADプロジェクト"膝ファントム中アメリシウム体外計測に関するモンテカルロモデリングの国際相互比較"の結果を述べたものである。本相互比較の結果、シミュレーションによりゲルマニウム検出器の波高分布を評価する場合、検出器のディメンジョン,材質,密度のみならず、ジオメトリや線源についても詳細な情報をもとにモデル化することが必要であることを確認した。
